TWI430877B - 推力傳達構材及具有該推力傳達構材之推進管，以及推力傳達構材用之發泡成型模具 - Google Patents

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Description

推力傳達構材及具有該推力傳達構材之推進管，以及推力傳達構材用之發泡成型模具
本發明有關於推進施工法中在推進管之間所使用之推力傳達構材及具備有該推力傳達構材之推進管、以及推力傳達構材用之發泡成型模具。
作為公共下水道工程等，於地下埋設管線之埋設工程的施工方法，廣泛地採用推進施工法(jacking method)。推進施工法，係在不開挖埋設管線之全部範圍之下，例如，將混凝土製管依序在地中推壓前進(推進)，藉以在地下埋設管線之施工方法。以下，將此管簡稱為「推進管」。[註：jacking method，用油壓機將管件頂入地中後繼續用油壓機在地中推壓前進而埋設於地中的方法，本文中沿用日語稱法稱為推進施工法。]
茲將採用推進施工法之埋設工程的概要，參考第20圖而加以說明。首先，於埋設推進管之起點(starting point)及終點(ending point)的位置，各挖掘至埋設之深度為止之豎坑(vertical pit或shaft hole)。接著，於作為實施推進管埋設之起點的出發豎坑(starting pit或starting hole)STH中所設置之主頂設備(propulsion facility)PF，係藉由朝向到達豎坑(ending hole)ENH頂出相當於堆進管直徑之挖進機(digging machine)DM，使挖進機DM一邊能在地中挖掘一邊推進。此時，當利用主頂設備PF之頂出量成為最大的狀態，例如，藉由於主頂設備PF而使挖進機DM成為全部被頂入地中之狀態時，則推進管HPp即被按壓於挖進機DM的後端，並由於主頂設備PF頂進該推進管HPp，使挖進機DM進一步被頂進。然後，當利用主頂設備PF之頂出量成為最大的狀態，則次一個推進管HPf1即被按壓於推進管HPp的後端，而主頂設備PF即頂進該推進管HPf1。此後，每次當利用主頂設備PF之頂出量成為最大時，則反覆進行次一個推進管HPf2以後者即被按壓於推進管HPf1的後端，而主頂設備PF即頂進該推進管HPf2以後者之過程。
然後，當挖進機DM到達作為實施推進管之埋設終點的到達豎坑ENH時，為挖進機DM之頂出所使用之推進管(第20圖中為推進管HPp及推進管HPf1至3)，則殘留在挖進機DM所經過之路徑中。亦即，變成推進管HPp及推進管HPf1至3為被埋設於挖進機DM所經過之路徑中。最後，拆除挖進機DM及主頂設備PF、並埋回出發豎坑STH及到達豎坑ENH後，而完成推進管的埋設工作。
在此推進施工法中所使用之推進管，作為材質者，很多採用混凝土製、樹脂結合混凝土(resin concrete)製、陶瓷製、鐵製者。因此，當主頂設備頂出推進管時，如推進管互相接觸時，則其所接觸之部分，例如，於第20圖中之推進管HPp與推進管HPf1的末端部將發生破損。為防止此種推進管的破損、且為了傳達將推進管加以推進之推進力起見，推力傳達構材係安裝於推進管的末端部。
又，如第21圖所示，由於推進管的埋設工程中，有時埋設推進管之起點與終點之間不能以直線連結，而需一面在避免起點與終點之間所存有之障礙物一面施工之狀況，而採用將起點與終點的全部或一部分以曲線連結之推進施工法。於如此之推進施工法中，施加於推進管上所安裝之推力傳達構材中之應力，係在推進路徑為直線之區間ST為全體均勻者，惟在推進路徑為曲線區間CV則不會全體均勻，而是推進路徑為彎曲之方向的應力變成更強，以致產生應力集中(stress concentration)。
很適合於作為如此推力傳達構材的一例，係經記載於專利文獻1中。該推力傳達構材，係以發泡聚苯乙烯製者，為一種具有0.3至0.8的比重之板狀低倍發泡成型品。適合作為此種推力傳達構材之理由，在專利文獻1中記載，一般，作為推進管使用之休謨管(Hume tube)的臨界壓縮應力(critical compressive stress)係300至1000kg/cm2 (30至100kN/m2 )，而在推進過程中施加於推力傳達構材之應力，係一般為前述休謨管的臨界壓縮應力的1/3，而較佳為在1/10至1/3的範圍。因而，作為推進管的推力傳達構材者，係期望臨界壓縮應力為30至300kg/cm2 (3至30kN/m2 )，在如此臨界壓縮應力範圍的發泡聚苯乙烯係比重在0.3至0.8的範圍者。又，記載有如對此緩衝材料施加因擠壓所引起之應力，則由於起初發生彈性變化(elastic change)，對爾後的臨界壓縮應力以上的力量則會發生永久性的塑性變形(plastic deforming)，故可自然地分散推進施工時所發生之集中應力。
又，在專利文獻2中記載，此種板狀體之低倍發泡成型品之成型上很適合的發泡成型模具。此種發泡成型模具中，如第18圖所記載，於兩主框架(master frame)1a、1b的前面側分別安裝有平坦的蒸氣噴出板(steam blow-out plate)2a、2b。於一邊的主框架1a側上，具備有在合模(mold clamping)時被兩蒸氣噴出板2a、2b間所夾持之區隔成型品模穴(mold cavity)4的側周之成型開口(molding opening)3a，如第19圖所示之附屬板(attachment plate)3為能裝拆方式安裝。因此，前述成型品模穴4，係作為被各成為兩蒸氣噴出板2a、2b的一平面之前面側，與經於前述附屬板3上所形成之成型開口3a的側周面3b所包圍之空間而形成者。
對前述成型品模穴4中，從按能裝配於一邊的主框架1a之蒸氣噴出板2a的面內持有原料噴出口之方式配置於主框架1a側的原料飼機5供給發泡性粒子，並於合模後，經過蒸氣噴出板2a、2b而對成型品模穴4內送入加熱蒸氣。藉由此，發泡性粒子為發泡後在模具內成型低倍數之發泡成型體。又，第18圖中6為頂出梢(ejector pin)、8為補強撐體。
於此種發泡成型模具中，即使在成型品的形狀或厚度上有變更，由於僅更換前述附屬板3即可對應，故在可減輕隨著更換所引起之經費及勞力之同時，亦可節省為了作為更換構件之附屬板3的保管所耗費之工夫及空間。
[先前技術文獻]
[專利文獻1]日本專利特公昭61-8320號公報
[專利文獻2]日本專利特開平8-25393號公報
第22圖，係前述之專利文獻1中所記載之比重相異之3種推力傳達構材的應力一位移(應變)曲線，由此曲線認定，比重0.64及0.34者，由於臨界壓縮應力為30至300kg/cm2 (3至30kN/m2 )故而較宜，比重0.13者，則由於臨界壓縮應力會降低至30kg/cm2 (3kN/m2 )以下之故，推力傳達構材本身的變形程度增大，以致藉因所謂觸底現象[彈性變形到了極限而使剛性體互相抵碰的現象]而發生休謨管之破損故而不宜。
以往，當採用推進施工法將推進管埋設於地中時，為了避免障礙物起見，如所埋設之路徑以全體而言為彎曲很大之情形，則以儘量緩和施加於推進管及推力傳達構材之應力及應力集中之目的，曾在路徑中開鑿多數個豎坑。增多豎坑之數目，藉以縮短豎坑(出發豎坑)與豎坑(到達豎坑)之間的距離，並利用直線或緩和的曲線連結，實施將多個豎坑作為略多角形的頂點以使全部路徑進行大的彎曲。
但，近來因挖掘豎坑之用地受到限制，或為壓低挖掘費用而被要求減少豎坑數目，而推進施工法變成求得長距離化，急激的曲線化之作法。又，在不加深挖掘豎坑而避免障礙物起見，要求對推進方向不僅往左右方向，亦需要往上下方向曲線化之作法。
由於推進施工法的長距離化，會增加推進管與周圍的土砂之間的摩擦阻力，故當使其推進時需要以更大的力量頂出，以致會對推進管及推力傳達構材施加很大的應力。又，急激的曲線化，會對推進管及推力傳達構材發生急激的應力集中。再者，往上下左右方向的曲線化，係變成對推進管及推力傳達構材施加複雜的應力。
因採用推進施工法的長距離化、急激的曲線化以及往上下左右方向的曲線化之結果，對推進管有過度的應力作用以致可能會破壞推進管，故急待解決。
本發明，乃因應上述需求而提供解決之道者，第1課題係提供一種即使作用有很大的應力、急激的應力集中以及複雜的應力時，仍能有效避免推進管上發生破損之方式之緩衝性能更優異的推力傳達構材。又，第2課題係提供一種屬於推進施工法之推進管，而具備有緩衝性能更優異之推力傳達構材之推進管。再者，第3課題係提供一種很適合實施如此推力傳達構材之發泡成型的發泡成型模具。
為解決上述課題起見，本發明人等著眼於，在發泡樹脂成型物之情形，如第23圖之應力-應變曲線所示，在彈性區域與塑性區域之間，存在有彈塑性區域(elasto plastic area)之事實。彈塑性區域，係氣泡的破壞為在部分進行之階段，而於此區域中，雖然一部分在進行塑性變形之下仍然具有作為彈性體之性質。在上述之推力傳達構材的情形，如荷重區域到達塑性區域時，推力傳達構材即喪失作為彈性體機能的緩衝性，以致荷重將直接傳達到推進管。因此，過分的應力即作用於推進管，以致推進管容易發生破損。但，推力傳達構材，係在彈塑性區域中，因所作用之荷重而一部分在進行塑性變形中吸收該荷重之同時，如前所述仍然亦具備有作為彈性體之性質，而具有所需要之緩衝性能，故只要是其在彈塑性區域內，推進管並不會發生破損。
因而，即使為同樣比重(密度)之發泡樹脂製的推力傳達構材的情形，彈塑性區域之範圍也廣，換言之，於第23圖中之應力-應變曲線上之彈塑性區域的傾斜度愈小，愈能發揮作為推力傳達構件之優異的緩衝性能。
從此種觀點來研究專利文獻1中所記載之，第22圖中所示比重0.64及0.34的推力傳達構材時，於應力-應變曲線中，如從彈性區域至塑性區域之間之彈塑性區域的範圍狹窄，而施加過高的荷重之情形，可能會發生推力傳達構材不能充分吸收荷重之情形。亦即，從在更廣闊範圍能獲得優異的緩衝性能之觀點來看，尚存在有待改善之處。
本發明人等，從上述的觀點再經過多次實驗與研究之結果發現，於模具內使發泡性粒子發泡所得之推力傳達構材中，藉由將密度及平均氣泡直徑設定成特定的範圍，則可製得前述之彈塑性區域廣闊的發泡樹脂製的推力傳達構材之事實，遂而完成本發明。
亦即，採用本發明之推力傳達構材，係在模具內使發泡性粒子發泡所得之推力傳達構材，其特徵是：密度為0.17至0.67g/cm3 ，而平均氣泡直徑為60μm以上者。
再者，密度，較佳為在0.20至0.60g/cm3 的範圍，更佳為在0.33至0.60g/cm3 的範圍。又，平均氣泡直徑，較佳為20至60μm，更佳為30至50μm。
如後記載之實施例所示，於採用本發明之推力傳達構材中，如密度未達0.17g/cm3 時，則彈塑性區域的範圍小，作為推力傳達構材之緩衝性能差。又，如密度超過0.67g/cm3 時，則發泡倍率過小而彈性力不足，畢竟作為推力傳達構材之緩衝性能成差。又，平均氣泡直徑超過60μm時，由於在彈塑性區域中的應力-應變曲線的傾斜大，範圍也變狹窄，故當應變量增大時則應力之上升即增大，亦即，吸收荷重之能力降低，以致作為推力傳達構材之緩衝性能會降低。平均氣泡直徑的下限雖無限制，惟如過小的氣泡直徑則連續氣泡率(continuous foaming rate)將增大而可能推力傳達構材的強度會降低。因而，平均氣泡直徑的下限值，較佳為20μm以上。
於採用本發明之推力傳達構材中，熔融黏著率(fusion rate)，較佳為70%以上，更佳為75%以上。如熔融黏著率為70%以上時，則因發泡粒互相被堅固地熔融黏著，導致推力傳達構材的強度增大故而為宜。如熔融黏著率未達70%時，則因發泡粒互相的接合力變弱，因用小的應力就容易發生推力傳達構材的破壞故而不宜。
於採用本發明之推力傳達構材中，在成型模具內發泡之發泡性粒子，係以聚苯乙烯系樹脂的發泡性粒子為宜，惟其他亦可由如聚丙烯系樹脂、聚乙烯系樹脂般之樹脂所成之發泡性粒子。在任何情形，係以未發泡粒子或體積發泡倍數在2.0至20倍的範圍內所成之低倍發泡粒子為宜。將未發泡粒子或體積發泡倍數在2.0至20倍的範圍內所發泡成之低倍發泡粒子，填充於發泡成型模具的成型品模穴內，進行模具內發泡成型後，可製得密度為0.05至0.67g/cm3 的低倍發泡成型物之推力傳達構材。亦可將體積發泡倍數為7至20倍的低倍發泡粒子，過量填充於成型品模穴內，進行模具內發泡成型後，以製得密度為0.17至0.67g/cm3 的低倍發泡成型物之推力傳達構材。但，為製得更良好的發泡成型物起見，較佳為將未發泡粒子或體積發泡倍數在2.0至6倍範圍內所成之由聚苯乙烯系樹脂所成之低倍發泡粒子，填充於發泡成型模具的成型品模穴內，進行模具內發泡成型後，以製得密度為0.17至0.67g/cm3 ，平均氣泡直徑為60μm以下之低倍發泡成型物之推力傳達構材。
於採用本發明之推力傳達構材中，如欲將平均氣泡直徑設定成既定的範圍時，則可採用延長使預備發泡前的發泡性粒子的熟成(ageing)期間，及/或在製造發泡性粒子時適量添加氣泡調整劑之方式。作為氣泡調整劑者，可例示：烷基硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉等界面活性劑、及非離子系界面活性劑。
採用本發明之推進管之特徵為：於前端及/或後端具備有上述之推力傳達構材。作為推進管者，可列舉：混凝土製的休謨管，或箱形涵洞(box culvert)、樹脂混凝土製或樹脂製的樹脂管、鐵製的延性管(ductile tube)等。代表性者，可舉：混凝土製的休謨管。
採用本發明之推力傳達構材，可採用任意的發泡成型模具進行發泡成型。作為一例者，可舉：於前述專利文獻2中所記載之結構的具備有附屬板之發泡成型模具。另一方面，本發明人等，再進行多種實驗之結果，終於發明一種特別適合上述推力傳達構材之發泡成型之發泡成型模具。
適合於本發明之推力傳達構材之發泡成型之第1形態的發泡成型模具，係於兩主框架的前面側，以其前面側能成為一平面之方式，分別安裝有平坦的蒸氣噴出板，於至少一方的主框架側上，以能裝拆之方式安裝有具備在合模時被兩蒸氣噴出板間所夾持的區隔成型品模穴的側周之成型開口之附屬板，而成型品模穴，係作為被各成為前述兩蒸氣噴出板之一平面之前面側，與經形成於前述附屬板上之前述成型開口的側周面所包圍之空間所形成之發泡成型模具，其特徵為：作為位在對向於前述蒸氣噴出板的至少前述成型品模穴之區域的背面側之補強撐體，而具備有與前述蒸氣噴出板背面相接觸之部分的形狀為形成線狀之板狀的補強撐體。
於上述的發泡成型模具的一態樣中，具有前述板狀的補強撐體的複數片為以隔著間隔之方式位在於前述成型品模穴對向之前述蒸氣噴出板的背面側之形態。又，於其他態樣中，具有涵蓋前述主框架的全部寬度方式形成之前述板狀的補強撐體之形態。
上述第1形態之發泡成型模具，係作為位於在相對向於蒸氣噴出板的至少成型品模穴之區域的背面側之補強撐體，並不如以往方式之圓柱狀或圓筒狀的補強撐體，而是具備有與蒸氣噴出板之背面相接之部分的形狀成為線狀之板狀的補強撐體。藉此，相較於圓柱狀或圓筒狀的補強撐體的情形，能以更廣闊的面積支撐相對向於蒸氣噴出板的成型品模穴之區域的背面側，結果可達成發泡壓力之分散。藉此，可抑制蒸氣噴出板的變形，結果可抑制發泡成型模具的變形。
藉如增加圓柱狀或圓筒狀的補強撐體的支數，也可獲得與接觸面成為線狀的板狀的補強撐體的情形同樣的支撐面積。但，將多數支圓柱狀或圓筒狀的補強撐體配置於蒸氣噴出板與主框架之間之作法，在模具形成上極為困難。於上述第1形態的發泡成型模具中，係作成配置有板狀的補強撐體之方式，故相較之下，模具形成為容易可行者。
於前述第1形態的發泡成型模具中，前述板狀的補強撐體的複數片為按隔著間隔之方式位在於前述成型品模穴對向之前述蒸氣噴出板的背面側之情形，則能以更分散發泡壓之狀態從背面支撐。
於前述第1形態之發泡成型模具中，前述板狀的補強撐體，如設置為至少蒸氣噴出板能位於與成型品模穴相對向之區域的背面側之方式，則可達成預期之目的。於蒸氣噴出板的其他區域，亦可作成僅按需要支數配置與以往同樣的圓柱狀或圓筒狀的補強撐體。但，從設計的容易性的觀點來看，較佳為按能涵蓋前述主框架的全部寬度之方式形成前述板狀的補強撐體。
於前述第1形態之發泡成型模具中，亦可採用當將前述附屬板安裝於主框架時具有從該主框架往外側突出之突出區域之形狀的附屬板。在此態樣中，對前述突出區域掛上吊車(crane)或千斤頂等的鉤子(hook)而作成吊下附屬板之狀態，並在此狀態下具有實施附屬板的搬運或對主框架上的安裝之有利點。
適合於本發明之推力傳達構材之發泡成型之第2形態的發泡成型模具，係於兩主框架的前面側，按其前面側能成為一平面之方式，分別安裝有平坦的蒸氣噴出板，於至少一方的主框架側上，按能裝拆之方式安裝有具備在合模時被兩蒸氣噴出板間所夾持以區隔成型品模穴的側周之成型開口之附屬板，而成型品模穴，係作為被各成為兩蒸氣噴出板之一平面之前面側，與形成於附屬板上之成型開口的側周面所包圍之空間所形成之發泡成型模具，其特徵為：於前述任一邊的主框架上按前述蒸氣噴出板面內能具有原料噴出口之方式安裝有複數支原料飼給機，前述附屬板係由2片以上的能裝拆之附屬板群所構成，而其中至少1片的附屬板係在面內形成有2個以上的成型開口，且即使選擇前述附屬板群的任一並安裝於主框架上時，也能從前述任一原料飼給機供給原料於所形成之前述成型品模穴之全部之方式而決定在蒸氣噴出板面內的原料噴出口的位置，或者，決定在各附屬板面內的前述成型開口的位置。
上述第2形態之發泡成型模具，具備有複數支的原料飼給機。又，在一邊交換一邊使用之附屬板群中，含有面內形成有2個以上的成型開口之附屬板。並且，即使選擇具有2個以上的成型開口之附屬板時，於此所形成之2個以上的成型品模穴全部，從分別所對應之原料飼給機，供給發泡性粒子之原料。藉此，如選擇具有2個以上之成型開口之附屬板時，實施成型處理一次，即可同時製得2個以上的發泡成型品。藉此，可提升生產性。
如選擇使用具有2個以上的成型開口之附屬板時，視前述成型開口的形成位置，亦可能發生在蒸氣噴出板面內所形成之複數個之原料噴出口的任一個，為位於該附屬板之未形成有前述成型開口之面內之情形。在此情形，由於該原料噴出口係利用附屬板之非成型開口之區域而加以閉鎖，故不會產生特別的問題。但，從成型處理的容易性及消除原料的浪費的觀點來看，較佳為於各原料飼給機上，於較原料噴出口更上游之位置設置能停止原料供給之如快開閉器(shutter)般的閉鎖手段。
於上述第2形態之發泡成型模具的一態樣中，於構成前述附屬板群之各附屬板上所形成之成型開口係形成扇子形狀者，而按前述原料噴出口能位於形成前述扇子形狀之成型開口的略中央之方式，決定在蒸氣噴出板面內的原料噴出口的位置，或者，決定在前述附屬板面內的前述成型開口的位置。
於此態樣中，能將從1個原料噴出口所噴出之原料，實質上以均勻且短時間之方式供給於前述成型開口所形成之成型品模穴的全區域。因而，一面簡化原料供給系統，一面可進行優良品質的推力傳達構材之模具內成型。
於上述第2形態之發泡成型模具的一態樣中，發泡成型模具，再具有複數支的頂出梢，而前述頂出梢，即使選擇前述附屬板群之任一並安裝於主框架之情形，也按該任一能進入於此處所形成之前述成型品模穴內之方式，決定有在前述蒸氣噴出板面內的位置。於上述形態中，更佳為前述頂出梢係具備於前述原料飼給機內。
由此方式設置頂出梢，即使選擇任一附屬板之情形，從附屬板之發泡成型品的脫膜也變成容易。特別是如頂出梢是於前述原料飼給機內具備時，則可減少存在於前述主框架內之零件數，並可以沒有部分性的偏頗之方式對成型品模穴內供給加熱氣體。
如採用本發明，可提供一種於推進施工法中在推進管之間所使用之推力傳達構材，即使是同樣密度的推力傳達構材，與以往的同種類的推力傳達構材相比較，也是緩衝性能更優異的推力傳達構材。又，可提供一種屬於推進施工法之推進管，而其特徵為具備有緩衝性能更優異的推力傳達構材之推進管。再者，可提供一種適合於實施此種推力傳達構材之發泡成型的發泡成型模具。
 [發明之最佳形態] [推力傳達構材]
首先，說明採用本發明之推力傳達構材的具體例與其製造方法。作為發泡性粒子者是採用未發泡粒子或體積發泡倍數在2.0至20倍的範圍內所成之低倍發泡粒子，並填充於適當的發泡成型模具的成型品模穴內，以進行密度為0.17至0.67g/cm3 的推力傳達構材之推力傳達構材之模具內發泡成型。
作為一例，作為前述低倍發泡粒子者，係採用將發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子蒸氣加熱，並使其體積發泡倍數在2.0至20倍的範圍內所成者。
成為前述發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子的基材之聚苯乙烯系樹脂，係以聚苯乙烯作為主成分者，也可為苯乙烯的單獨聚合物，亦可為與α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、第三丁基苯乙烯、氯苯乙烯等苯乙烯系衍生物、甲基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸鯨蠟酯等丙烯酸及甲基丙烯酸的酯，或者丙烯腈、二甲基富馬酸酯、乙基富馬酸酯等各種單體所成之共聚物。又，亦可併用二乙烯基苯、烷二醇二甲基丙烯酸酯等2官能性單體。較佳之聚乙烯系樹脂，係苯乙烯的單獨聚合物。
作為在此種發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子中所含有之發泡劑者，可使用揮發性發泡劑、分解型發泡劑之任一種。
作為揮發性發泡劑者，可例舉：脂肪族烴、脂環族烴、鹵素化烴、醚、酮等。其中，作為脂肪族烴者，可例舉：丙烷、丁烷(正丁烷、異丁烷)、戊烷(正戊烷、異戊烷等)，作為脂環族烴者，可例舉：環戊烷、環己烷等。作為鹵素化烴者，可例舉：三氯氟甲烷、三氯三氟乙烷、四氟乙烷、二氟氯乙烷、二氟乙烷等鹵素化烴等的1種或2種以上。再者，作為醚者，可例舉：二甲基醚、二乙基醚等，作為酮者，可例舉：丙酮、甲基乙基酮等。
又，作為分解型發泡劑者，可例舉：碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸氫銨、亞硝酸銨、疊氮基化合物、氫硼化鈉等無機系發泡劑、偶氮甲醯胺、偶氮二羧酸鋇、二亞硝基伸戊基四胺等有機系發泡劑。
前述發泡劑，可以單獨使用，亦可混合2種以上而使用。
發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子的平均粒徑是在300μm至2500μm的範圍內，較佳為在650μm至2500μm的範圍內，更佳為在800μm至2000μm的範圍內。如發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子的平均粒徑為未滿前述範圍時，則將以該樹脂粒子作為基材所製作之發泡性聚苯乙烯系粒子，或將此低倍預備發泡所得低倍發泡粒子填充於成型機的模穴內，並進行模具內發泡成型以製造推力傳達構材時，粒子相互間的間隔變狹窄以致加熱用水蒸氣不能均勻普遍，而所得之發泡成型物的熔融黏著率變得不均勻，可能不能製得具有充分強度之推力傳達構材。另一方面，如發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子的平均粒徑超過前述範圍時，則一粒質量增大，以致難於將該粒子運送至模穴內，或均勻填充。又，變成不適合製作複雜形狀的發泡成型物。
於此種發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子中，在不影響該樹脂粒子的發泡性或所得之發泡成型品的機械強度之範圍內，對應需要，亦可添加氣泡調整劑、發泡助劑、潤滑劑、收縮防止劑、抗氧劑、帶電防止劑、阻燃劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、著色劑、無機氣泡晶核劑、無機填充劑等各種添加劑。作為氣泡調整劑者，可例舉：烷基硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉等界面活性劑。
前述之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，可採用以往周知的各種發泡樹脂粒子的製造方法。此等方法之中，較佳為懸浮聚合法(suspension polymerization)、擠壓-水中切粒法(extrusion-underwater cut pellet)。
前述低倍發泡粒子，係使前述發泡性樹脂粒子蒸氣加熱，並發泡成體積發泡倍數在2.0至20倍的範圍內所成者。體積發泡倍數的範圍，較佳為2.0至10倍，更佳為2.0至6倍，或2.0至5倍。
如低倍發泡粒子的體積發泡倍數未滿前述範圍時，則體積發泡倍數的偏差增大，以致不能獲得均勻的粒子。另一方面，如低倍發泡粒子的體積發泡倍數超過前述範圍時，則不能獲得足夠的強度及長期耐久性優異的推力傳達構材。
由於前述低倍發泡粒子係使前述發泡性樹脂粒子加熱，並發泡為體積發泡倍數在2.0至20倍的範圍內所成者，故可採用為製造抗彎強度或耐壓強度優異的推力傳達構材之用。
有關本發明之推力傳達構材，係將前述發泡性樹脂粒子(未發泡粒子)或前述低倍發泡粒子(體積發泡倍數為2.0至20倍，更佳為2.0至6倍)，填充於藉由適當的發泡成型模具所形成之與所希望的成型形狀一致之成型品模穴內，並模具內發泡成型後所得之密度為0.17至0.67g/cm3 ，而平均氣泡直徑為60μm以下者。
由於本發明之推力傳達構材，係將前述發泡性樹脂粒子或低倍發泡粒子在模具內發泡成型所得者，故發泡粒子相互間的熔融黏著率及伸長性變良好、抗彎強度或耐壓強度優異，不僅需要高強度、長期耐久性之混凝土推進管用推力傳達構材，亦可適用於其他土木工程用的領域、地板下面料材等建材用的領域等。
[實施例]
以下，表示實施例及比較例。在此，實施例1至4及比較例1至5中之各測定項目等，係如下所述者。又，將實施例1至4、比較例1至5的各測定項目等以及結果表示於表1中，同時，將此等的應力-應變曲線表示於第1圖中。再者，將實施例1至4的發泡成型物的橫切面(cross section)之電子顯微鏡照片，表示於第2圖(a)至(d)中。
<體積密度(bulk density)>
預備發泡粒子的「體積密度」，係指依下述要領所測定者。首先，準備500cm3 的量筒，並於此量筒內，按對500cm3 的刻度成為水平之方式填充預備發泡粒子。再者，從水平方向以目視觀看量筒，如有預備發泡粒子中即使有一粒到達500cm3 的刻度者，則立即終止對量筒內之預備發泡粒子的填充。接著，依小數點以下2位的有效數字稱量已填充於量筒內之預備發泡粒子的質量，並將其質量定為W(g)。並且，依下述式算出預備發泡粒子的體積密度。
體積密度(g/cm3 )=W(g)/500(cm3 )
<體積發泡倍數(bulk foaming ploid)>
預備發泡粒子的「體積發泡倍數」，係前述體密度的倒數(1/體積密度)，在聚苯乙烯系樹脂的情形，體積密度0.33g/cm3 的預備發泡粒子為體積發泡倍數3倍，而體積密度0.2g/cm3 的預備發泡粒子則體積發泡倍數變成5倍。
<密度>
發泡成型物的「密度」，係遵照JIS K6767：1999「發泡塑膠及橡膠-表觀密度(apparent density)之測定」所記載之方法測定者。亦即，將50cm3 以上(如在半硬質及軟質材料的情形，則為100cm3 以上)的試片，按不改變原來的氣泡構造之方式裁斷材料，以測定其質量(g)，並依下述式算出。
密度(g/cm3 )=試片質量(g)/試片體積(cm3 )
<發泡倍數>
發泡成型物的「發泡倍數」，係前述密度的倒數(1/密度)，在聚苯乙烯系樹脂的情形，密度0.33g/cm3 的發泡成型物是發泡倍數3倍，而密度0.2g/cm3 的發泡成型物之發泡倍數變成5倍。
<平均氣泡直徑>
平均氣泡直徑(μm)，係遵照ASTMD-2842-69所測定者。
裝置，則採用掃瞄式電子顯微鏡(scanning electron microscope)S-3000N(日立製作所(股)製)。使用電子顯微鏡將發泡成型物的裁斷面加以照片攝影，並從此照片的一直線(60mm)上所畫到之氣泡數測定平均弦長t，並使用該測定值算出平均氣泡直徑。
平均弦長t(μm)=1000×60/(氣泡數×攝影倍數)
平均氣泡直徑(μm)=t/0.616
<熔融黏著率>
使用切刀(cutter knife)於發泡成型體之任意表面形成深度1mm的切口線，沿著該切入線，使用手或鐵槌將發泡成型物分割成二份。
然後，於發泡成型體的破斷面上露出之任意100至150個發泡粒子中，計數(a)於發泡粒子內破斷之粒子數，及(b)於發泡粒子互相間的熱熔融黏著界面中破斷之粒子數，依據下述式算出發泡成型物的熔融黏著率。
發泡成型物的熔融黏著率(%)=100×粒子數(a)/(粒子數(a)+粒子數(b))
熔融黏著率，係以70%以上為合格，以70%以下為不合格者。
<應力-應力曲線>
從發發泡成型物採取裁斷厚度100mm×寬度50mm×長度50mm的試體。
依照JIS K7220：2006「發泡塑膠-硬質材料之壓縮試驗」，求出10%變形時之荷重，在算出壓縮壓力之同時，實施至荷重100kN止之負載，求出壓縮應力-變形量曲線。再者，在試驗中，採用定速式萬能試驗機(荷重元(load cell)容量：100kN)、變形量的測定是採用位移計(displacement meter)(1000×10-6 /mm，0.1% RO(限流孔板(restriction orifice))、負載速度定為0.2mm/分鐘。
[實施例1]
於100公升的反應器中，置入純水44kg、三代磷酸鈣800g、十二烷基苯磺酸鈉1.7g，在攪拌之下，將於苯乙烯42kg中溶解之過氧化苯甲醯110g，第三丁基過氧苯甲酸酯8g加入。密閉反應器並升溫到90℃並實施反應5小時後，以耗費1小時之方式升溫到125℃，於1小時後開始冷卻並冷卻至常溫。將所得料漿(slurry)加以脫水乾燥，篩分後製得平均粒徑1400μm的聚苯乙烯系樹脂粒子。
接著，於5公升的反應器中添加純水1.5kg，依前述方法所得之聚苯乙烯系樹脂粒子(平均粒徑1400μm，重量平均分子量約為30萬，殘存單體約為2000ppm)2.0kg、十二烷基苯磺酸鈉0.2g、焦磷酸鎂7.0g後攪拌，使其懸浮。接著，於預先準備之純水0.5kg、十二烷基苯磺酸鈉0.1g中將甲苯9.5g使用均質混合器(homo-mixer)攪拌，以調製懸浮液並飼給於反應器中。接著，在常溫下於反應器內，壓入戊烷25g，作為氣泡調製劑之烷基硫酸鈉0.2g、丁烷18g，並升溫到120℃，經保持5小時並冷卻到室溫後取出，製得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
接著，使依上述之方法所得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在15℃的環境溫度下熟成2日。
將經熟成之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，然後依據第9圖至第17圖中說明之發泡成型模具(但，以第5圖中所示之撐體補強發泡成型模具者)，填充到經安裝第15圖中所示之附屬板20b所形成之4個成型品模穴(下邊緣與上邊緣之間的距離260mm、扇子模的開角度90度，厚度15mm)中，利用0.08MPa(兆帕)的水蒸氣加熱35秒鐘並冷卻，製得密度0.59g/cm3 ，發泡倍數1.7倍的4個扇子形狀的發泡成型物4個。然後，測定發泡成型物的平均氣泡直徑(μm)及熔融黏著率(%)。
[實施例2]
按與實施例1同樣方式，製得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
接著，將依前述之方法所得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在15℃的環境溫度下熟成2日。
利用批式(batch)發泡機，以約95℃的水蒸氣加熱經熟成之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，以預備發泡成體積密度0.33g/cm3 ，體積發泡倍數3倍。
將此預備發泡粒子在常溫下放置約1日，使其熟成後，依與實施例1同樣方法實施預備發泡粒子之成型，製得密度0.33g/cm3 、發泡倍數3倍的扇子形狀之發泡成型的4個。然後，按照與實施例1同樣方式，測定發泡成型物的平均氣泡直徑(μm)及熔融黏著率(%)。
[實施例3]
按與實施例1同樣方式，製得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
接著，使依照前述之方法所得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在15℃的環境溫度下熟成2日。
利用批式發泡機，以約95℃的水蒸氣加熱將經熟成之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，預備發泡成體積密度0.20g/cm3 、體積發泡倍數5倍。
將此預備發泡粒子在常溫下放置約1日，使其熟成後，依與實施例1同樣方法實施預備發泡粒子之成型，製得密度0.20g/cm3 、發泡倍數5倍的扇子形狀之發泡成型物4個。然後，按照與實施例1同樣方式，測定發泡成型體的平均氣泡直徑(μm)及熔融黏著率(%)。
[實施例4]
除了作為氣泡調整劑而不添加烷基硫酸鈉以外，其餘則按照與實施例1同樣方式，製得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
接著，將依照前述之方法所得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在12℃的環境溫度下熟成7日。
利用批式發泡機，以約95℃的水蒸氣加熱將經熟成之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，藉由預備發泡成體積密度0.33g/cm3 、體積發泡倍數3倍。
將此預備發泡粒子在常溫下放置約1日，使其熟成後，依照與實施例1同樣方法實施預備發泡粒子之成型，製得密度0.33g/cm3 、發泡倍數3倍的扇子形狀之發泡成型物4個。然後，按照與實施例1同樣方式，測定發泡成型物的平均氣泡直徑(μm)及熔融黏著率(%)。
[比較例1]
除了作為氣泡調製劑之烷基硫酸鈉添加0.1g以外，其餘則按照與實施例1同樣方式，製得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
接著，使依前述之方法所得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在15℃的環境溫度下熟成2日。
按照與實施例1同樣方式，製得密度0.59g/cm3 、發泡倍數1.7倍的扇子形狀之發泡成型物4個。然後，按照與實施例1同樣方式，測定發泡成型物的平均氣泡直徑(μm)及熔融黏著率(%)。
[比較例2]
除了作為氣泡調整劑是添加烷基硫酸鈉0.1g以外，其餘則按照與實施例1同樣方式，製得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
接著，使依照前述之方法所得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在15℃的環境溫度下熟成2日。
利用批式發泡機，以約95℃的水蒸氣加熱經熟成之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，藉由預備發泡成為體積密度0.33g/cm3 、體積發泡倍數3倍。
將此預備發泡粒子在常溫下放置約1日，使其熟成後，依照與實施例1同樣方式，製得體密度0.33g/cm3 、發泡倍數3倍的扇子形狀的發泡成型物4個。然後，按照與實施例1同樣方式，測定發泡成型物的平均氣泡直徑(μm)及熔融黏著率(%)。
[比較例3]
除了作為氣泡調整劑是添加烷基硫酸鈉0.1g以外，其餘則按與實施例1同樣方式，製得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
接著，使依前述之方法所得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在15℃的環境溫度下熟成2日。
利用批式發泡機，以約90℃的水蒸氣加熱經熟成之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，藉由預備發泡為體積密度0.2g/cm3 、體積發泡倍數5倍。
將此預備發泡粒子在常溫下放置約1日，使其熟成後，依照與實施例1同樣方式，製得密度0.20g/cm3 、發泡倍數5倍的扇子形狀的發泡成型物4個。然後，按照與實施例1同樣方式，測定發泡成型物的平均氣泡直徑(μm)及熔融黏著率(%)。
[比較例4]
按照與實施例1同樣方式，製得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
接著，使依前述之方法所得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在15℃的環境溫度下熟成2日。
利用批式發泡機，以約95℃的水蒸氣加熱將經熟成之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，藉由預備發泡為體積密度0.14g/cm3 、體積發泡倍數7倍。
將此預備發泡粒子在常溫下放置約1日，使其熟成後，將預備發泡粒子與實施例1同樣方式，製得密度0.14g/cm3 、發泡倍數7倍的扇子形狀的發泡成型物4個。然後，按照與實施例1同樣方式，測定發泡成型物的平均氣泡直徑(μm)及熔融黏著率(%)。
[實施例5]
除了作為氣泡調製劑是不添加烷基硫酸鈉以外，其餘則按照與實施例1同樣方式，製得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，並使其在15℃的環境溫度下熟成7日。
利用批式發泡機，以約95℃的水蒸氣加熱將經熟成之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，藉由預備發泡成體積密度0.33g/cm3 、體積發泡倍數3倍。
將此預備發泡粒子在常溫下放置約1日，使其熟成後，將預備發泡粒子與實施例1同樣方式，製得密度0.33g/cm3 、發泡倍數3倍的扇子形狀的發泡成型物4個。然後，按照與實施例1同樣方式，測定發泡成型物的平均氣泡直徑(μm)及熔融黏著率(%)。
[評價]
(1)於實施例1及比較例1中所得之發泡成型物，兩者均係密度為0.59g/cm3 ，又，於第1圖所示應力-應變曲線中臨界壓縮應力為20kN/m2 程度之高值，而兩者均適合作為與高負荷推進管一起使用之推力傳達構材。但，實施例1的發泡成型物，係相較於比較例1為彈塑性區域的傾斜度小，範圍亦廣闊。亦即，即使應變量增大應力之上升也少，可知當大的荷重在作用時，相較於比較例1，可吸收更大的荷重之事實。此種差異，可推測為因為氣泡調製劑的添加量之差異所產生之平均氣泡直徑差異(相對於實施例1之34μm，比較例1為75μm)所引起者。此種事實表示，當作用有高的負荷時，由實施例1的發泡成型物所成之推力傳達構材，係相較於由比較例1的發泡成型物所成之推力傳達構材，為能減少給於推進管影響之事實，而可謂係一種作為推力傳達構材之緩衝性能優異者。
(2)於實施例2與4及比較例2與5中所得之發泡成型物，均係密度為0.33g/cm2 者，又，於第1圖中所示之應力-應變曲線中臨界壓縮應力為10kN/m2 前後的值，而兩者均適合作為與中負荷推進管一起使用之推力傳達構材。在此情形，實施例2與4的發泡成型物，係相較於比較例2與5為彈塑性區域的傾斜度小，範圍亦廣闊。因此可知，實施例2與4的發泡成型物，係相較於比較例2與5，為能吸收更大荷重之事實。此種差異，亦可推測為因為氣泡調製劑的添加量之差異所產生，或養護日數不同所產生之平均氣泡直徑之差異(相對於實施例2與4之38μm，比較例2與5為79μm)所引起者。此種事實表示，當高的負荷在作用時，由實施例2與4的發泡成型物所成之推力傳達構材，係相較於由比較例2與5的發泡成型物所成之推力傳達構材，為能減少給於推進管之影響之事實，可謂是一種作為於中負荷推進管使用之推力傳達構材表示有優異的緩衝性能者。
再者，實施例2係因添加氣泡調劑0.2g之故而獲得38μm的平均氣泡直徑，而在實施例4中，則因延長發泡性粒子的熟成期間為較2日久之7日，故而獲得38μm的平均氣泡直徑。此種事實，表示在採用本發明之推力傳達構材中，作為平均氣泡直徑為60μm以下之手法並不被限定之事實。
(3)於實施例3及比較例3中所得之發泡成型物，均係密度為0.20g/cm3 ，又，於第1圖中所示之應力-應變曲線中臨界壓縮應力為5kN/m2 以下的值，而兩者均適合作為與低負荷推進管一起使用之推力傳達構材。在此情形，實施例3的發泡成型物，係相較於比較例3為彈塑性區域的範圍略為相同，惟其傾斜度則較小。因而，實施例3的發泡成型物，係相較於比較例3，為能吸收更大的荷重。此種差異，亦可推則為係因氣泡調製劑的添加量不同所產生之平均氣泡直徑之差異(相對於實施例3之50μm，比較例3為61μm)所引起者。此種事實表示，當高的負荷在作用時，由實施例3的發泡成型物所成之推力傳達構材，係相較於由比較例3的發泡成型物所成之推力傳達構材，為能減少給於推進管之影響之事實，而可謂係一種作為在低負荷推進管中使用之推力傳達構材並表示有優異的緩衝性能者。
(4)比較例4的發泡成型物，係密度為小到0.14g/cm3 ，又平均氣泡直徑亦為大到61μm。從此事實可知，臨界壓縮應力為3kN/m2 程度之低值，作為與推進管一起使用之推力傳達構材，並不適合。
[發泡成型模具]
接著，在參考圖面之下說明適合於成型前述之推力傳達構材之發泡成型模具。又，先前，在參考第18圖已說明以往周知之發泡成型模具，惟於下述之說明中，對與該發泡成型模具中同樣之構件，亦附上同樣的符號。
[第1形態之發泡成型模具]
參考第3圖至第8圖，說明第1形態之發泡成型模具1之1個實施形態，第1形態之發泡成形模具1是如第3圖所示，具備有固定側及移動側之主框架1a、1b、原料飼給機5、頂出梢6、背面板7a、7b、密封材料9。於是，於各主框架1a、1b的一側面，設置有蒸氣供給口15，從此對主框架1a、1b內的全區域，供給過熱水蒸氣。於主框架1a、1b的前面側(成型品模穴4側)，分別安裝有平坦的蒸氣噴出板2a、2b。該蒸氣噴出板2a、2b，係與以往模穴金屬模具或膜芯(core)金屬模具同樣具有蒸氣穿透性者，如第4圖所示般，具備有套進有模芯排氣管(core vent)10之排氣孔(vent hole)11。
上述蒸氣噴出板2a、2b，係按覆蓋各主框架1a、1b的前面側A、B之方式，藉由固定用螺釘12而安裝於主框架1a、1b上，藉由此兩蒸氣噴出板2a、2b之前面側是分別成為一平面。
於固定側之主框架1a上，利用固定用螺釘13，按能裝卸之方式安裝附屬板20。該附屬板20，如第8圖(a)中所示之一例般，係以全體成為表背面為平坦面之矩形狀的板狀構材，並具有以部分關閉之側周面21所區隔之成型開口22。如後所述般，此種成型開口22為作為成型品模穴4而發揮功能。再者，第8圖(a)中，25係在安裝於主框架1a上時所利用之螺釘孔。
前述附屬板20，如第3圖所示，安裝於主框架1a後，如第4圖所示加以合模，即可成為在兩蒸氣噴出板2a、2b間所夾分之樣子。並且，由兩蒸氣噴出板2a、2b的各成為一平面之前面側A、B，與形成於附屬板20之成型開口22的側周面21所區隔之空間，即構成成型品模穴4。
在各主框架1a、1b，按能位於前述蒸氣噴板2a、2b與背面板7a、7b之間的方式，設置補強撐體40。前述補強撐體40，係當合模時，與至少蒸氣噴出板2a、2b為對向於前述成型品模穴4之區域的背面側相接觸之部分的形狀，能形成既定寬度之線狀的板狀補強撐體。
於第3圖及第5圖所示例中，前述補強撐體40，係由寬度20mm程度的鋁合金等所成之板狀構件，按能涵蓋前述主框架1a、1b的全部寬度之方式，隔著150至200mm程度的間隔，配置有複數片(圖示之例中為5片)。再者，第5圖中，以點線表示由形成於附屬板20上之成型開口22所形成之成型品模穴4，而以40a表示之部分，成為於補強撐體40中，位於與蒸氣噴出板2a、2b的成型品模穴4相對向區域的背面側之部分。
第6圖，係在表示前述補強撐體40之其他例子，在此例中，補強撐體40並非涵蓋主框架1a、1b的全部寬度，而作成蒸氣噴出板2a、2b係較相對向於成型品模穴1a、1b區域為稍長長度之板狀補強撐體。因此，於蒸氣噴出板2a、2b的其他區域與背面板7a、7b之間，係與以往的發泡成型模具的情形同樣，配置圓柱狀或圓筒狀的補強撐體8。
第7圖，係表示前述補強撐體40之再其他例，在此，雖與第5圖中所示之補強撐體40同樣者，惟再形成有適當數的蒸氣通過口42。
雖然並非必需的構成，惟前述之附屬板20，如第3圖所示般，係在固定於主框架1a之狀態下，具有從主框架1a往上方突出之突出區域23，而於前述突出區域23中，形成有貫通孔24。又，於主框架1a的下端部，形成有為了支撐前述附屬板20的下端部的支撐體13。
於有關上述的第1形態之發泡成型模具1中，如第3圖所示般，啟開模具，並將具備有適當形狀的成型開口22之附屬板20安裝於主框架1a上，如第4圖所示般進行合模。其結果，即可形成成型品模穴4。從原料飼給機5，將發泡性樹脂粒子填充於成型品模穴4內，並從蒸氣供給口15供給過熱水蒸氣。所供給之過熱水蒸氣，則從主框架1a、1b通過形成於蒸氣噴出板2a、2b的排氣孔11而進入成型品模穴4內，使發泡性樹脂粒子發泡成所期望之方式。
藉由發泡而產生發泡壓。特別是，如欲成型如前述之推力傳達構材般的低倍發泡成型品之情形，則於成型品模穴4內形成有大的發泡壓力。但，如上所述般，於發泡成型模具1中，在相對向於蒸氣噴出板2a、2b之至少前述成型品模穴4區域的背面側，與背面板7a、7b之間，如前所述般，設置有與蒸氣噴出板2a、2b的背面相接觸部分的形狀是成為線狀之板狀的補強撐體40。因此，可以廣闊的面積承受成型品模穴4內所形成之發泡壓，因而，可有效抑制蒸氣噴出板2a、2b之變形，其結果，可抑制發泡成型模具1的變形。
再者，當進行上述之採用本發明之低倍發泡成型物之推力傳達構材之成型時，例如，採用日本專利特公平5-87364號公報所記載般之定量加壓填充方式之作法係很適合。由此，能實現發泡性粒子或預備發泡粒子的均勻填充，並可消除因製品之部位所引起之應力偏差。再者，如於合模之後，至發泡成型完成為止合模壓力會繼續而不能打開模具，可製得均勻厚度的製品。
又，於上述之發泡成型模具1中，僅更換附屬板20，即可成形形狀或厚度相異的成型品。亦即，將附屬板20，如第8圖(a)、(b)、(c)圖所示般，如更換為其成型開口22的型式或形狀相異者，或厚度相異者，即可成型形狀或厚度相異的成型品。再者，第8圖(b)、(c)中所示之附屬板20，雖然全體形狀係與第8圖(a)中所示之附屬板20相同，惟於第8圖(b)中所示之例中，形成有4個較為小形之成型開口22a，而於第8圖(c)所示之例中，形成有2個雖然寬度較為狹窄惟擴張至略180度為止之扇子形狀的成型開口22b。
再者，如圖示之附屬板20般，當安裝於主框架1a上時，如附屬板20具有從主框架1a往上方突出之突出區域23時，則利用此處，對此掛上與吊車(未圖示)等工程機器連接之鉤子30，附屬板20之移動搬運變成容易，又，對主架1a之裝卸操作亦變成容易。
再者，於上述例中，附屬板20係安裝於固定側的主框架1a側者，惟在頂出梢7為從移動側往固定側突出之情形，則亦可安裝於移動側的主框架1b上。
[第2形態之發泡成型模具]
其次，參考第9圖至第17圖，並說明第2形態之發泡成型模具100之一實施形態。第2形態之發泡成型模具100，係與先前依據第18圖所說明之發泡成型模具略同樣者，惟於一邊的主框架上，在圖示者中，對固定側的主框架1a上安裝有複數支(在下述之說明中為9支)的原料飼給機5之處，有基本結構上的差異。
如第9圖及第10圖所示，發泡成型模具100，係與第1形態之發泡成型模具1同樣，具有固定側及移動側的主框架1a、1b，而於各前面側(即為成型品模穴4側)安裝有平坦的蒸氣噴出板2a、2b。由於此種蒸氣噴出板2a、2b，係與以往的模穴金屬模具或模芯金屬模具同樣具有蒸氣穿透性者，故如第10圖所示般，具備有套進有模芯排氣孔(core-vent)10之排氣孔11。再者，於第9圖中，6為頂出梢、8為補強撐體。如後述之說明般，前述頂出梢6，係安裝複數支於主框架1a上，為避免圖示的複雜性之目的下，第9圖中僅表示1支頂出梢6。再者，並不特別加以圖示，亦可於第2形態的發泡成型模具100中，不用圓柱狀或圓筒狀的補強撐體之補強撐體8，而採用於第1形態之發泡成型模具1中使用之，與蒸氣噴出板背面相接觸之部分形狀成為線狀之板狀的補強撐體40。
如第10圖所示般，上述蒸氣噴出板2a、2b係利用固定用螺釘12，以覆蓋主框架1a、1b的前面側A、B之方式而安裝於主框架1a、1b上，因而兩蒸氣噴出板2a、2b的前面側即各成為一平面。再者，第10圖中，9係為了密封各構材間之襯墊(packing)材料。
於固定側之主框架1a上，以能使其原料噴出口位於前述蒸氣噴出板2a的面內方式安裝有9支原料飼給機5a至5i。第9圖是表示其中之3支原料飼給機5d至5f，第11圖則表示於蒸氣噴出板2a的面內，9支原料飼給機5a至5i的各原料噴出口之位置狀態。如圖示，9支原料飼給機5a至5i，係按往縱方向及橫方向放置既定的距離於固定側的主框架1a側上安裝。
再者，於第11圖中，14係當蒸氣噴出板2a安裝於固定側主框架1a側時，前述固定用螺釘12為通過之開口。又，第11圖中，有關蒸氣噴出板2a在第10圖中表示之模芯排氣孔10及排氣孔11，則省略其圖示。
於固定側的主框架1a上，利用固定用螺釘13以能裝卸之方式安裝有附屬板20。於第2形態之發泡成型模具100中，附屬板20係採用成為群體之具有相異數及形狀的成型開口22之複數片附屬板20a至20d，構成群體之各附屬板20a至20d，係對固定側的主框架1a，成為能選擇性地安裝。又，所有附屬板20a至20d，係以全體而言，表背面為平坦面之長方形狀的板狀構材。
於第12圖中表示之附屬板20a，係具有以關閉之側周面21所區隔之1個成型開口22，而此種成型開口22是作為成型品模穴4而發揮功能。再者，於第12圖中，25係當將附屬板20a安裝於主框架1a上時固定用螺釘13為通過之開口，30係連接於吊車(未圖示)等工程機器之鉤子，當裝卸或移動附屬板20a時以對形成於附屬板20a之開口26安裝鉤子30之方式而加以利用。
第9圖及第10圖，係表示將第12圖中所示附屬板20a安裝於固定側的主框架1a上之狀態，而附屬板20a，係以疊合於固定側的主框架1a的蒸氣噴出2a之面的狀態，利用固定用螺釘13而安裝。
第13圖，係表示此狀態從附屬板20a側觀看之平面圖。如圖所示般，於此例中，形成於附屬板20a上之成型開口22內，位於第11圖所示於蒸氣噴出板2a的面內的9支原料飼給機5a至5i中之，屬於橫中列的3個原料飼給機5b、5e、5h的原料噴出口，而圖中下橫列的3個原料飼給5a、5d、5g及上橫列的3個原料飼給機5c、5f、5i，係藉由附屬板20a而閉鎖其原料噴出口。
如此方式，將附屬板20a安裝於固定側的主框架1a上後，移動可動側的主框架1b，並按第10圖所示方式加以合模。結果，附屬板20a即成為被兩蒸氣噴出板2a、2b間所挾持之樣子。並且，由兩蒸氣噴出板2a、2b之各成為一平面之前面側A、B，與形成於附屬板20a之成型開口22之側周面21所區隔之空間，即構成成型品模穴4。
合模後，對成型品模穴4內，作為一例，將作為原料之未發泡粒子或經預發泡成體積發泡倍數在2.0至20倍範圍內之低倍發泡粒子，從原料飼給機5b、5e、5h加以填充，或供給加熱蒸氣，即可模具內發泡成型一種發泡倍數為1.5至5程度的低倍發泡成型物。
再者，於此例中，原料供給，亦可從既定的原料供給源對所有之原料飼給機5a至5i進行。即使在此情形下，由於下橫列的3個原料飼給機5a、5d、5g及上橫列的3個原料飼料機5c、5f、5i的原料噴出口，係被附屬板20a所閉鎖，故不會發生格外的妨礙。但，從成型處理之容易性及消除原料之浪費的觀點來看，對各原料飼給機5a至5i，較佳為於較原料噴出口上游的位置設置能停止原料的供給之未圖示之快開關器般的閉鎖手段，在此情形，則當關閉設置在下橫列的3個原料飼給機5a、5d、5g及上橫列的3個原料飼給機5c、5f、5i之快開關器時，而開放設置在中橫列的3個原料飼給機5b、5e、5h之快開關器之狀態下，進行原料之供給。
於此情形下，如關閉左右的原料飼給機5b及5h的快開關器，僅從位於成為扇子形狀之成型開口22的略中央之原料飼給機5e，藉由加壓供給經過計量之原料，則可實現品質上無偏頗之低倍發泡成型物之模具內發泡成型。因此，按原料飼給機5a至5i的任一噴出口能位於成型開口22的中央或其近旁之方式，決定於蒸氣噴出板20a面內之原料噴出口的位置、或決定於前述附屬板2a面內之成型開口22的位置之作法，則可成為很合適的態樣。
如前所述般，於固定側的主框架1a上，安裝有複數支的頂出梢6。並且，各頂出梢6即使選擇在前述附屬板20a至20d之任一並安裝於主框架1a上，其之任一都能以進入所形成之成型品模穴4內之方式，於蒸氣噴出板2a的面內決定其位置。
於上述的例中，在啟開模具之後，如起動於蒸氣噴出板2a面內之，位在相對向於形成於前述附屬板20a上之成型開口22之處所的1個或複數個之頂出梢6，則可進行成型品的脫模(release)。亦可於各原料飼給機5a至5i的供給管內配置頂出梢6(未圖示)。如在此情形，在啟開模具之後，藉由起動已安裝於有關原料供給之原料飼給機5之任一或全部之頂出梢6，則可進行成型品之脫膜。
第14圖表示附屬板20之其他形態。此種附屬板20b，其全體形狀雖然係與第12圖中所示之附屬板20a同樣者，惟左右各形成有2個相較於成型開口22為小型之一樣形成扇子形狀的4個成型開口22b。第15圖表示將上述附屬板20b重疊於第11圖中所示之固定側的主框架1a的蒸氣噴出板2a面上之狀態，從附屬板20b側觀看者。
從此圖可知，於按前述之9支原料飼給機5a至5i之中的左上之原料飼給機5c，及左下之原料飼給機5a、及右上之原料飼給機5i、及右下之原料飼給機5g的原料噴出口，能位於形成扇子形狀之各成型開口22b之略中央之方式而分別形成於附屬板20b面內。並且，其他5個原料飼給機5b、5d、5e、5f、5h的原料噴出口，係藉由被附屬板20b所閉鎖。
如不用附屬板20a而將上述附屬板20b安裝於固定側的主框架1a，然後，按與附屬板20a的情形同樣方式實施成型處理。在此情形，由於同時對由4個成型開口22b所形成之4個成型品模穴4內供給原料，故藉由1次之處理即可進行4個低倍發泡成型物之模具內發泡成型。再者，在成型品之脫模，則利用對應於各成型品模穴並固定放置之頂出梢6。
第16圖表示從附屬板側觀看附屬板20的另外其他形態之重疊於第11圖中所示蒸氣噴出板2a之狀態圖。此種附屬板20c之全體形狀，雖然與第12圖中所示之附屬板20a同樣者，惟在中央部依3段方式形成有相較於成型開口22小型之一樣扇子形狀的3個成型開口22c。從圖可知，於該附屬板20c中，3個成型開口22c，係以前述之9支原料飼給機5a至5i之中，位於中央之原料飼給機5d、5e、5f的原料噴出口能位於形成扇子形狀之各成型開口22c的略中央之方式，分別形成於附屬板20c面內。並且，其他6個原料飼給機5a至5c及5g至5i的原料噴出口，係經由被附屬板2c而閉鎖。
在使用上述之附屬板20c之情形，由於同時對由3個成型開口22c所形成之3個成型品模穴4內供給原料，故藉由1次之處理即可進行3個低倍發泡成型物之模具的發泡成型。
第17圖表示從附屬板側觀看將附屬板20的另外其他形態之重疊於第11圖中所示蒸氣噴出板2a之狀態之圖。此種附屬板20d之全體形狀，雖然亦與第12圖中所示之附屬板20a同樣者，惟左右3個各形成有相較於成型開口22為小型之一樣扇子形狀的6個成型開口22d。從圖可知，於該附屬板20d中，6個成型開口22d，係按前述之9支原料飼給機5a至5i之中的左縱列5a至5c、及右縱列5g至5i的原料噴出口能位於形成扇子形狀之各成型開口22d的略中央之方式，分別形成於附屬板20d面內。縱中央列的3個原料飼給機5d至5f的原料噴出口，係藉由被附屬板20d而閉鎖。
在使用上述之附屬板20d之情形，由於同時對由6個成型開口22d所形成之6個成型品模穴4內供給原料，故藉由1次之處理即可進行6個低倍發泡成型物之模具內發泡成型。
從上述之說明可知，於第2形態之發泡成型模具100中，由於選擇使用構成附屬板群之任一附屬板，例如，上述之附屬板20a至20d之任一之結果，藉由1次之處理即可同時進行1個或形狀及厚度相異的2個以上之發泡成型品之發泡成型，而可獲得高度的生產性。
再者，於上述之例中，係使用1片附屬板20a至20d以構成成型品模穴4之方式者，惟亦可固定側及移動側的主框架1a、1b兩者安裝同樣形狀之附屬板20a至20d，並將此2片附屬板在合模時合併而構成1個成型品模穴4。
1．．．第1形態之發泡成型模具
1a、1b．．．主框架
2a、2b．．．蒸氣噴出板
4．．．成型品模穴
5、5a至5i．．．原料飼給機
6．．．頂出梢
7a、7b．．．背面板
8．．．圓柱狀或圓筒狀之補強撐體
9．．．密封材料
10．．．模芯排氣孔
11．．．排氣孔
12．．．固定用螺釘
13．．．固定用螺釘
14．．．開口
15．．．蒸氣供給口
20、20a至20c．．．附屬板
21．．．已關閉之側周面
22、22b、22c、22d．．．成型開口(成型品模穴)
23．．．由附屬板之主框架的突出區域
24．．．貫通孔
25．．．開口
30．．．鉤子
40．．．與蒸氣噴出板之背面連接部分的形狀為線狀板狀之補強撐體
42．．．在補強撐體形成的蒸氣通過口
100．．．第2形態之發泡成型模具
第1圖表示採用本發明之推力傳達構材(實施例)及比較例之推力傳達構材之應力-應變曲線之圖表。
第2圖表示採用實施例之推力傳達構材的氣泡之電子顯微鏡照片，而第2圖(a)為實施例1、第2圖(b)為實施例2、第2圖(c)為實施例3、第2圖(d)為實施例4的電子顯微鏡照片。
第3圖表示適合製造採用本發明之推力傳達構材之發泡成型模具之第1形態的發泡成型模具的一實施形態之剖面圖。
第4圖表示於第1形態的發泡成型模具中之附屬板安裝部附近的放大剖面圖。
第5圖表示從兩蒸氣噴出板安裝側觀看第1形態的發泡成型模具之主框架的一例之平面圖。
第6圖表示主框架的其他例之相當於第4圖之圖。
第7圖表示主框架的另外其他例之相當於第3圖之圖。
第8圖(a)至(c)表示附屬板的幾個例之斜視圖。
第9圖表示適合製造採用本發明之推力傳達構材之發泡成型模具之第2形態的發泡成型模具的一實施形態之剖面圖。
第10圖表示於第2形態的發泡成型模具中之附屬板安裝部附近的放大剖面圖。
第11圖表示於第2形態的發泡成型模具中之蒸氣噴出板的一例之平面圖。但，省略蒸氣噴出口之圖示。
第12圖表示附屬板的一例之斜視圖。
第13圖表示從附屬板側觀看將第12圖中所示之附屬板重疊於第3圖中所示蒸氣噴出板的狀態之平面圖。
第14圖表示附屬板的其他例之斜視圖。
第15圖表示從附屬板側觀看將第14圖中所示之附屬板重疊於第11圖中所示蒸氣噴出板的狀態之平面圖。
第16圖表示從附屬板側觀看將附屬板的另外其他例重疊於第11圖中所示蒸氣噴出板之狀態之平面圖。
第17圖表示從附屬板側觀看將附屬板的另外其他例重疊於第11圖中所示蒸氣噴出板之狀態之平面圖。
第18圖表示為了說明以往所周知之發泡成型模具的剖面圖。
第19圖表示為了說明與第18圖中所示發泡成型模具一起使用之附屬板的斜視圖。
第20圖表示說明採用推進施工法之埋設工程的概要圖。
第21圖表示於推進施工法中推進管的配置的一例圖。
第22圖表示專利文獻1中所記載之比重相異的3種推力傳達構材的應力-應變曲線圖。
第23圖表示於發泡樹脂成型物中之應力-應變曲線圖。
該代表圖無元件符號及其所代表之意義。

Claims (14)

  1. 一種推力傳達構材，係在發泡成型模具內使發泡性粒子發泡而得之推力傳達構材，其特徵為：密度為0.17至0.67g/cm3 ，而平均氣泡直徑為60μm以下者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之推力傳達構材，其中，熔融黏著率為70%以上者。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之推力傳達構材，其中，該發泡性粒子係由聚苯乙烯系樹脂所成之發泡性粒子。
  4. 一種推進管，其特徵為：於前端及/或後端具備有申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之推力傳達構材。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之推力傳達構材，其中，前述發泡成型模具，係於兩主框架的前面側，按其前面側能成為一平面之方式，分別安裝有平坦的蒸氣噴出板，於前述蒸氣噴出板與前述主框架之間配置有補強撐體，於至少一方的主框架側，按能裝拆之方式安裝有具備在合模時被兩蒸氣噴出板間所挾持並區隔成型品模穴的側周之成型開口之附屬板，而成型品模穴，係作成被各成為前述兩蒸氣噴出板之一平面之前面側、與已形成於前述附屬板上之前述成型開口之側周面所包圍之空間所形成之發泡成型模具，其特徵為：前述發泡成型模具係作為位在相對向於前述蒸氣噴出板的至少前述成型品模穴之區域的背面側之補強撐體，而具備有與前 述蒸氣噴出板背面相接觸之部分的形狀為形成線狀之板狀的補強撐體。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之推力傳達構材，其中，前述發泡成型模具之前述板狀的補強撐體的複數片為於前述成型品模穴相對向之前述蒸氣噴出板的背面側以隔著間隔而設置者。
  7. 如申請專利範圍第5項或第6項所述之推力傳達構材，其中，按能涵蓋前述主框架的全寬度之方式形成有前述發泡成型模具之前述板狀的補強撐體。
  8. 如申請專利範圍第5項或第6項所述之推力傳達構材，其中，採用當將前述發泡成型模具之前述附屬板安裝於前述主框架時具有從該主框架往外側突出之突出區域之形狀的附屬板。
  9. 一種推力傳達構材之成型方法，其特徵為：將未發泡粒子或經發泡為體積發泡倍數在2.0至20倍的範圍內所成之低倍發泡粒子，填充於申請專利範圍第5項至第8項中任一項所述之發泡成型模具的成型品模穴內，於模具內發泡成型低倍發泡成型物之推力傳達構材。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之推力傳達構材，其中，前述發泡成型模具，係於兩主框架的前面側，按其前面側能成為一平面之方式，分別安裝有平坦的蒸氣噴出板，於至少一方的主框架側，按能裝折之方式安裝有具備在合模時在兩蒸氣噴出板間所夾持的以區隔成型品模穴的側周之成型開口之附屬板，而成型品模穴，係作為被 成為兩蒸氣噴出板之各一平面之前面側，與形成於附屬板上之成型開口的側周面所包圍之空間所形成之發泡成型模具，其特徵為：於前述任一邊的主框架上按前述蒸氣噴出板面內能具有原料噴出口之方式安裝有複數支原料飼給機，前述附屬板係由2片以上的能裝拆之附屬板群所構成，而其中至少1片的附屬板係在面內形成有2個以上的成型開口，且即使選擇前述附屬板群的任一並安裝於主框架上時，也能從前述任一原料飼給機供給原料於所形成之前述成型品模穴全部之方式決定在蒸氣噴出板面內的原料噴出口的位置，或者決定在各附屬板面內的前述成型開口的位置。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之推力傳達構材，其中，於構成前述發泡成型模具的前述附屬板群之各附屬板上所形成之成型開口係形成扇子形狀者，而按前述原料噴出口能位於形成前述扇子形狀之成型開口的略中央之方式決定在蒸氣噴出板面內的原料噴出口的位置，或者，決定在前述附屬板面內的前述成型開口的位置。
  12. 如申請專利範圍第10項或第11項所述之推力傳達構材，其中，前述發泡成型模具復具有複數支的頂出梢，而前述頂出梢，即使選擇在前述附屬板群之任一並安裝於主框架之情形，也按該任一能進入於此處所形成之前述成型品模穴內之方式，決定在前述蒸氣噴出板面內的位置。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之推力傳達構材，其中， 前述發泡成型模具之前述頂出梢係具備於前述原料飼給機內。
  14. 一種推力傳達構材之成型方法，其特徵為：將未發泡粒子或經發泡為體積發泡倍數在2.0至20倍的範圍內所形成之低倍發泡粒子，填充於申請專利範圍第10項至第13項中任一項所述之發泡成型模具的成型品模穴內，以進行低倍發泡成型物之推力傳達構材之模具內發泡成型。
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